【摘要】：目前大多數(shù)行程時間可靠性計算模型僅考慮行程時間靜態(tài)概率分布,無法刻畫其動態(tài)隨機演化過程。結(jié)合交通流動力學(xué)模型,本文利用概率密度演化理論建立隨機行程時間概率密度演化模型,動態(tài)反映道路行程時間可靠性的實時波動;結(jié)合數(shù)論選點和偏微分方程TVD格式數(shù)值解設(shè)計了模型的求解算法;對上海某高架路段進行實證分析,并與傳統(tǒng)的蒙特卡洛方法進行算法對比。結(jié)果表明,模型能夠較好地刻畫行程時間概率密度在不同時段的隨機演化規(guī)律,且計算時耗大大低于蒙特卡洛仿真。研究能夠為交通管理部門道路行程時間預(yù)測提供理論依據(jù)和工程實踐參考。
【圖文】：

ppOzzz+=+ΔΔ（24）,11,11,11()()()2jkjkjkpppOzzz+=+ΔΔ（25）將式（24）與（25）代入式（23）便可得到PΘ,Z(θq,zj,tk)。步驟5：算法結(jié)束判斷與最終結(jié)果輸出回到步驟二，令q=q+1，若q<Nsel，則按文獻[20]所給次序選擇下一個離散代表點，繼續(xù)計算，否則，算法結(jié)束，計算得到行程時間的動態(tài)概率密度函數(shù)Pz(z,t)的數(shù)值解為：,1(,)(,,)selNZjkzqjkqPztPθztΘ==（26）4實例分析對上海南北高架部分路段進行實例分析，路網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。圖1上海南北高架結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，考察A、B兩點之間道路區(qū)域的隨機行程時間動態(tài)演化規(guī)律，該區(qū)域總長5km，其中，A點是交通流入點，，B點是交通流出點。根據(jù)檢測線圈收集道路交通流點速度、占有率等實測數(shù)據(jù)，檢測線圈每間隔5分鐘更新一次，共采集了3天、每天24小時的數(shù)據(jù)。根據(jù)測得的數(shù)據(jù)進行參數(shù)擬合標(biāo)定，分析道路行程時間概率密度函數(shù)的動態(tài)演化規(guī)律。4.1交通狀態(tài)聚類分析由于24小時內(nèi)高峰低谷的交通狀況存在較大差別，很難用一種分布來描述24小時內(nèi)路網(wǎng)的速度、密度、流量等變量的隨機概率分布，而不同的交通狀況所服從的分布的參數(shù)也各不相同，本文根據(jù)實測數(shù)據(jù)對交通狀態(tài)進行聚類分析，其次分別擬合不同狀態(tài)下的速度概率密度函數(shù)。取流量、占有率、速度作為交通狀態(tài)的聚類指標(biāo)，采用K-均值聚類分析法，得到如下結(jié)果（篇幅所限，以下僅給出第一天的聚類結(jié)果）：圖2交通狀態(tài)聚類圖對照不同類別所對應(yīng)的檢測時間，將交通狀況按照時間分成3個階段：分為3個時間段：夜間：0點-早上6點，白天：早上7點-下午4點，晚上：下午4點-下午23點。4.2數(shù)據(jù)擬合分析為了更好的說明擁擠條件下TTR動態(tài)演化過程的

刻?4小時的數(shù)據(jù)。根據(jù)測得的數(shù)據(jù)進行參數(shù)擬合標(biāo)定，分析道路行程時間概率密度函數(shù)的動態(tài)演化規(guī)律。4.1交通狀態(tài)聚類分析由于24小時內(nèi)高峰低谷的交通狀況存在較大差別，很難用一種分布來描述24小時內(nèi)路網(wǎng)的速度、密度、流量等變量的隨機概率分布，而不同的交通狀況所服從的分布的參數(shù)也各不相同，本文根據(jù)實測數(shù)據(jù)對交通狀態(tài)進行聚類分析，其次分別擬合不同狀態(tài)下的速度概率密度函數(shù)。取流量、占有率、速度作為交通狀態(tài)的聚類指標(biāo)，采用K-均值聚類分析法，得到如下結(jié)果（篇幅所限，以下僅給出第一天的聚類結(jié)果）：圖2交通狀態(tài)聚類圖對照不同類別所對應(yīng)的檢測時間，將交通狀況按照時間分成3個階段：分為3個時間段：夜間：0點-早上6點，白天：早上7點-下午4點，晚上：下午4點-下午23點。4.2數(shù)據(jù)擬合分析為了更好的說明擁擠條件下TTR動態(tài)演化過程的特點，將其與暢通狀態(tài)下的TTR演化過程進行對比，分析兩種狀態(tài)下演化規(guī)律的異同點，凸顯擁擠條件下TTR演化特征。根據(jù)圖2交通狀態(tài)聚類判別的分析結(jié)果分別選取暢通和擁擠代表性的時段，考察夜間暢通時段02:00~02:30和晚高峰時段18:00~18:30之間的TTR演化過程，分別對這兩個時段內(nèi)道路A、B兩點處隨機交通流平均速度做概率分布擬合，具體過程和結(jié)果如下：
【作者單位】： 常州大學(xué)商學(xué)院;上海理工大學(xué)管理學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(71303157) 上海市自然科學(xué)基金資助項目(13ZR1458200) 上海理工大學(xué)博士啟動資金資助項目(BSQD201407)
【分類號】：U491

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2 李杰;陳建兵;張琳琳;;隨機過程的概率密度函數(shù)估計[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報;2010年03期

3 陳建兵;李杰;;隨機結(jié)構(gòu)反應(yīng)概率密度演化分析的切球選點法[J];振動工程學(xué)報;2006年01期

4 陳建兵,李杰;隨機結(jié)構(gòu)動力可靠度分析的極值概率密度方法[J];地震工程與工程振動;2004年06期

5 侯立文,蔣馥;城市道路網(wǎng)的可靠性仿真[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2002年05期

【共引文獻】

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3 陳富堅;謝松霏;鄧偉建;鐘釗;吳貞團;鄧文莉;陳瓊;;基于行車風(fēng)險的摩托車限速標(biāo)準(zhǔn)研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版);2016年04期

4 袁黎;于俊俊;吳夢倩;蔡明杰;;基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的雙車道公路風(fēng)險性分析[J];公路工程;2016年02期

5 楊慶芳;韋學(xué)武;林賜云;李志林;劉翔宇;;基于時空貝葉斯模型的行程時間可靠性預(yù)測[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2016年04期

6 李清;胡志華;;基于多目標(biāo)遺傳算法的災(zāi)后可靠路徑選擇[J];浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2016年01期

7 杜東升;王曙光;劉偉慶;李威威;;隔震結(jié)構(gòu)損傷性能與可靠度研究[J];振動與沖擊;2016年01期

8 梅真;郭子雄;黃群賢;劉陽;;代表點數(shù)目對概率密度演化方法分析精度的影響[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);2016年01期

9 成衛(wèi);張東明;肖海承;;路網(wǎng)可靠性動態(tài)交通仿真及評價系統(tǒng)研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2013年12期

10 劉洋;;交通樞紐智能交通系統(tǒng)設(shè)計方案分析[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2013年13期

【二級參考文獻】

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1 陳小鴻;付強;楊曉芳;;高速公路貨運車輛速度下限設(shè)定研究[J];同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年02期

2 陳建兵;李杰;;密度演化方法在概率分布估計中的應(yīng)用研究[J];同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年04期

3 裴玉龍,程國柱;高速公路車速離散性與交通事故的關(guān)系及車速管理研究[J];中國公路學(xué)報;2004年01期

4 李杰,陳建兵;隨機結(jié)構(gòu)非線性動力響應(yīng)的概率密度演化分析[J];力學(xué)學(xué)報;2003年06期

5 李杰,陳建兵;隨機結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)分析的概率密度演化方法[J];力學(xué)學(xué)報;2003年04期

6 陳永勝,高耀華;高速公路縱面設(shè)計微觀事故預(yù)測模型研究[J];公路交通科技;2001年02期

7 侯立文,蔣馥;城市道路網(wǎng)絡(luò)可靠性的研究[J];系統(tǒng)工程;2000年05期

8 張殿業(yè),王武宏,曹琦,金鍵;駕駛員反應(yīng)能力與最高時速的安全可靠性分析[J];中國公路學(xué)報;1998年01期

9 王武宏,曹琦,劉東明;汽車駕駛員操作可靠性分析及評定[J];汽車工程;1994年04期

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5 陳國俊;楊曉光;劉好德;安健;;基于動態(tài)百分位行程時間的公交到站時間預(yù)測模型[J];公路交通科技;2009年S1期

6 張君超;;路徑行程時間可靠性研究[J];西華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年03期

7 李曉莉;石建軍;;行程時間異常值處理方法研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版);2012年01期

8 葉佳緣;楊賽霓;劉浩;;降雨對高速公路小型車行程時間的影響[J];公路交通科技;2012年11期

9 張璽;劉海旭;蒲云;;隨機供給下的行程時間動態(tài)可靠性[J];系統(tǒng)工程;2013年03期

10 楊兆升;莫祥倫;于堯;張彪;;非常態(tài)下路段行程時間估計方法[J];吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2013年06期

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4 溫慧敏;劉雪杰;高永;李先;;路網(wǎng)行程時間穩(wěn)定性分布特征研究與實證分析[A];2008第四屆中國智能交通年會論文集[C];2008年

5 白世貞;丁旭;;動態(tài)行程時間車輛路徑規(guī)劃問題研究[A];第十三屆中國管理科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

6 張宇;裴玉龍;;動態(tài)路段行程時間函數(shù)的確定及其與BPR函數(shù)的比較研究[A];第七次城市道路與交通工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2002年

7 郭繼孚;溫慧敏;于雷;陳琨;高永;;基于出租車IC卡數(shù)據(jù)的北京路網(wǎng)可靠性評價[A];第二屆中國智能交通年會論文集[C];2006年

8 龔珊;尹相勇;朱愛華;;基于浮動車的路段行程時間卡爾曼濾波預(yù)測算法[A];2008第四屆中國智能交通年會論文集[C];2008年

9 周里捷;林正;馬云;熊桂喜;;BRT乘客信息服務(wù)的研究與實現(xiàn)[A];2008第四屆中國智能交通年會論文集[C];2008年

10 保麗霞;金森元;顧應(yīng)欣;;智能交通集成控制中的信息協(xié)同分析與處理[A];2007年中國智能自動化會議論文集[C];2007年

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4 熊志華;道路網(wǎng)行程時間可靠性基礎(chǔ)理論與方法研究[D];北京交通大學(xué);2006年

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8 錢振邦;基于軌道交通的多模式交通網(wǎng)絡(luò)換乘影響閾值研究[D];長安大學(xué);2015年

9 鄧雪;信息發(fā)布對道路交通系統(tǒng)效率的影響[D];西南交通大學(xué);2015年

10 程天琪;基于不同出行者預(yù)留時間的路網(wǎng)行程時間可靠性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

本文編號：2521411